Käekell

Allikas: Vikipeedia
Käekell Waltham, mida kandsid sõdurid I maailmasõjas (Deutsches Uhrenmuseum, Inv. 47-3352)

Käekell on randmel kantav kell.

Käekell on tänapäeval levinuim kaasaskantav kell, kuid tüüpiliselt on kella kantud ka keti otsas või taskus.

Esimesed käekellad arenesid 17. sajandil selleks hetkeks juba kaks sajandit kasutusel olnud vedrumehhanismiga seinakellast. Esimesed käekellad olid mehaanilised. Tehnoloogia arenedes on vedrumehhanismi asemel hakatud kasutama kvartsi võnkeid või elektromagnetimpulsse.[1] Esimene digitaalkäekell valmis aastal 1970.[2]

20. sajandi algul peeti käekelli pigem ilu- või moeasjaks ja enesest lugupidav meesterahvas kasutas taskukella.[3] Esimese maailmasõja ajal leidsid aga sõdurid taskukella ebapraktilise olevat ja kinnitasid selle nahkrihmaga hoopis käe külge. Pärast sõja lõppu levis kella käe peal kandmine ka tsiviilisikute seas. Seega võib käekella laiema leviku alguseks lugeda 1920. aastaid.

Enamik vaid aja jälgimiseks kasutatavaid madala ja keskmise hinnaklassi käekelli on elektroonilised kvartskellad.[1] Uuema aja käekellad näitavad lisaks kellaajale tihti ka nädala- ja/või kuupäeva, elektronkelladel võib olla veelgi rohkem funktsioone. Levinud on taimeri, stopperi ja äratuskella võimalusega käekellad ja harv ei ole ka GPS tehnoloogia kasutamine või pulsi mõõtmise funktsioon.

Käigumehhanism[muuda | redigeeri lähteteksti]

Vene mehaanilise käekella käigumehhanism

Käigumehhanism on mehhanism, mis mõõdab aja möödumist ning kuvab kasutajale hetke kellaaega (vahel ka muud teavet, näiteks kuupäeva, kuud ja nädalapäeva). Käigumehhanism võib olla täielikult mehaaniline, täielikult elektrooniline (liikuvad osad puuduvad) või siis mõlema hübriid. Enamik tänapäevastest käekelladest kasutab elektroonilist mehhanismi ühendatuna mehaaniliste seieritega kella sihverplaadil.

Mehaaniline käigumehhanism[muuda | redigeeri lähteteksti]

Võrreldes elektroonilise käigumehhanismiga on mehaaniline käigumehhanism väiksema täpsusega ning kergemini mõjutatav näiteks asendi, temperatuuri[4] ja magnetismi[5] poolt. Mehaanilise käigumehhanismiga käekell on tootmisel elektroonilisest kallim, väiksema veakindlusega ning vajab regulaarset hooldust ja seadistamist. Mehaanilise käekella mehhanismi keskseks elemendiks on spiraalvedru tasakaaluasendi ümber kiikuv nookur – balanss või balanssiirratas. Balanss sarnaneb harmooniliselt võnkuva pendliga: nii, nagu viimasel kulub olenemata kaare pikkusest võnkeks alati sama pikk aeg, liigub ka balanss samas taktis ka siis, kui selle pöördenurk jääb kella käiguvedru veojõu vähenedes väiksemaks. Balansi liikumist jälgib käiguratta külge ühendatud ankur. Keskasendist möödudes tõukab balanss vastavalt oma liikumise suunale ankrut ühes või teises suunas ning lubab ankrurattal liikuda ühe hamba jagu edasi. Balansi võnkeperioodi kestel pöördub ankruratas kahe hamba jao. Ankruratas on omakorda hammasülekande kaudu ühenduses käiguvedruga, mis lubab ankrurattal liikuda ainult ühes suunas. Kella mehhanismi hammasrattad on ühendatud kella osutitega, mis liiguvad koos ankruratta liikumisega. Seeläbi annab mehhanism kella osutitele edasi balansi mõõdetud aja ning samas rakendatakse pingulekeeratud käiguvedru jõudu balansi käigushoidmiseks. Ankru vahendusel antakse ankruratta igal sammul balansile täiendav impulss, et balansi võnkumine hõõrdumise tõttu ei sumbuks. Mehhanism toimib, kuni käiguvedru maha käib.[6]

Ekstsentriline rootor pöörleb kandja käe liikumise mõjul ning keerab vedru üles

Enamik kaasaegsetest käekelladest on loodud ühe üleskeeramisega käima 40 tundi ning neid peab seetõttu igapäevaselt üles keerama, kuid esineb ka mitmeid päevi käivaid kelli ning mõned mudelid kasutavad 192-tunnise käiguga vedru, et võimaldada kord nädalas üleskeeramist.

Automaatkäekell on mehaanilise käigumehhanismiga käekell, mille vedru keeratakse üles kasutades ära kella kandja keha liikumist. Esimese sellise käekella leiutas briti kellassepp John Harwood aastal 1923. Automaatselt üleskeeratavas käekellas kasutatakse rootorina ekstsentrilist vastukaalu, mis kella kandja liikudes inertsi mõjul pöörlema hakkab ja hammasratta kaudu kella vedru üles keerab. Automaatselt üleskeeratavaid käekelli saab üldjuhul ka käsitsi üles keerata, et hoida kella töös ka siis, kui seda ei kanta, või juhul, kui kella kasutaja randmeliigutused ei ole piisavad kella vedru üleskeeramiseks.

Elektrooniline käigumehhanism[muuda | redigeeri lähteteksti]

Elektroonilise käigumehhanismiga käekellas on võimalikult vähe liikuvaid osi, kuna seal kasutatakse kvartskristallis tekkivat piesoelektrilist efekti. Kristall toimib kvartsostsillaatorina, mis resoneerib kindlal stabiilsel sagedusel ning mida kasutatakse ajajälgimise täpseks juhtimiseks. Seetõttu nimetatakse elektronkellasid tihti ka kvartskelladeks. Kvartskellad on valdavalt elektroonilise käigumehhanismiga, kus ostsillaatori võngete arvu loendatakse elektroonilise loenduriga, mis digitaalkellas juhib numbrinäitu LCD-ekraanil. Analoognäiduga kellas juhib loendur sammmootoriga osuteid. Et kvartskellas mõjuvad tugeva vedru avaldatava jõu asemel vaid elektrilised impulsid, on sellise kella rattad võimalik teha plastmassist.

Seiko Astron käekella kvartsmehhanism, 1969 (Deutsches Uhrenmuseum, Inv. Inv. 2010-006)

Maailma esimene masstootmisesse läinud kvartskell oli Seiko 35 SQ Astron, mis jõudis poelettidele 25. detsembril 1969. Tähelepanuväärne on asjaolu, et Seiko otsustas kella käigumehhanismi jätta patenteerimata, võimaldades teistel tootjatel sellega oma tehnoloogiast kasu lõigata. See tõi kaasa kvartskellade kiire arengu ja leviku kasvu ja vähem kui kümne aastaga jõudis kvartskäekell turuliidri positsioonile, lõpetades sellega mehaanilise kella peaaegu 100 aastat kestnud valitsusaja. Tänapäeval toodetakse kvartsmehhanisme väga odavalt ja väga suurtes kogustes ning tüüpiliselt on ka kõige odavamad käekellad kvartsmehhanismiga.[7]

Raadiosignaaliga töötav kell on üks elektroonilise kvartskäekella liike. See sünkroniseerib oma näitu välise ajaallikaga, nagu aatomkell, GPS satelliitide ajasignaal, saksa DCF77 signaal Euroopas, WWVB signaal USA-s vmt. Sellised mehhanismid võivad välisest signaalist saada mitte ainult kellaaja, vaid ka kuupäeva, liigaasta või suveaja oleku kohta (viimased esinevad signaalis kujul on/ei ole). Kui raadiosignaali vastuvõtja välja arvata, on selline kell oma käigumehhanismi poolest täiesti tavaline kvartskäekell.

Toide[muuda | redigeeri lähteteksti]

Elektronkell vajab toiteallikana elektrit, harilikult kasutatakse selleks vahetatavat patareid. Kellapatarei on spetsiaalselt selleks otstarbeks loodud patarei, mis on väga väikeste mõõtmetega ning mis annab välja väikest kogust energiat väga pika aja, mitme aasta jooksul. Levinud on hõbeoksiid- või liitiumpatareid, elavhõbepatareisid ei kasutata enam keskkonnasäästlikkuse huvides. Odav alternatiiv hõbeoksiidpatareidele on leelispatareid, mis on samasuguste mõõtmetega, kuid lühema elueaga. Mõnedes päikesepaneeliga käekellades kasutatakse ka taaslaetavaid patareisid.

Mõned käekellad, nagu näiteks Seiko Kinetic seeria, kasutavad vahetatava kellapatarei asemel ära kella kandja käe liikumist. Sarnaselt mehaanilise käigumehhanismiga automaatkäekelladele kasutatakse siin inertsi mõjul pöörlevat vastukaalu, kuid see toimib tillukese generaatorina ja laeb vedru üleskeeramise asemel kella sisseehitatud taaslaetavat akupatareid.

Päikesetoitel töötavad käekellad saavad energiat valgusest. Kella esipaneelil asuv fotoelement muundab valguse elektrienergiaks, millega laetakse kas akupatareid või kondensaatorit. Kella käigumehhanism ammutab neist oma energia ja kui selline käekell on regulaarselt tugeva valgusallika (nt Päike) mõjupiirkonnas, ei pea sellel kunagi patareid vahetama. Mõned kellamudelid, nagu Citizen Eco-Drive, saavad mõneminutilise päikesevalguse käes viibimisega piisavalt energiat, töötamaks terveid nädalaid.[8]

Näit[muuda | redigeeri lähteteksti]

Analoog[muuda | redigeeri lähteteksti]

Traditsiooniliselt näitavad käekellad aega analoogkujul ehk numbritega sihverplaadi kohale on paigaldatud pöörlevad osutid, vähemalt lühike tunniosuti ning pikem minutiosuti. Tihti lisandub neile ka kolmas, sekundiosuti, mis näitab jooksva minuti jooksvat sekundit. Kvartskelladel on sekundiosuti liikumine valdavalt hüppeline, osuti liigub kord sekundis oma järgmisesse asendisse. Mehaanilise kella sekundiosuti liigub “sujuvalt” – tegelikult siiski samuti hüppeliselt, kuid kord 1/5 sekundi jooksul ehk käiguratta iga liikumisega.

Analoognäiduga kella näidatakse turunduses tihti näitamas aega 10:09 või 10:10. Selline osutite paigutus rõhutab kella tootja logo ning jätab lisaks visuaalselt meeldiva mulje naeratavast näost kella ülaosas.[9][10]

Tulenevalt tunniosuti asendi ning päikese asukoha vahel taevas olevast seosest võimaldab analoognäiduga kell määrata põhiilmakaarte suunda. Pöörates maakera põhjapoolkeral käekella nii, et tunniosuti näitaks päikese poole, jääb lõunakaare suund täpselt tunniosuti ning kella 12 vahele. Lõunapoolkeral näitab kella tunniosuti ning kella 12 vaheline keskpunkt põhja poole.

Digitaalne[muuda | redigeeri lähteteksti]

Pulsar LED-käekell aastast 1976.

Digitaalse näiduga kell näitab aega lihtsalt numbritena, nt 12:08, selle asemel, et lühike osuti näitaks 12 suunas ja pikk osuti 8/60 osa suunas täisringist. Numbrid kuvatakse harilikult osana 7-segmendilisest näidikust. Esimesed digitaalnäidikuga mehaanilised käekellad ilmusid 1920ndatel. Esimese digitaalse elektronkella, Pulsar LED, prototüüp valmis aastal 1970. Punaste LED dioodidega näidikuga kell ise valmis 4. aprillil 1972 ning müüdi $2,100 eest.

LED näidikuga käekelladel on enamasti nupp, mis lülitab näidu lühikeseks ajaks sisse, kuna LEDid tarbivad pidevalt põledes käekella jaoks liialt palju voolu. Sel põhjusel on LED näidikud käekellades asendunud vedelkristallekraanidega (LCD). Alates 1980ndatest on digitaalkellade tehnoloogia tugevalt paranenud. Aastal 1982 tootis Seiko käekella, millesse oli sisse ehitatud televiisoriekraan, Casio vastas termomeetriga varustatud mudeliga ning kellaga, mis tõlkis 1500 jaapanikeelset sõna inglise keelde. 1985. aastast pärineb Casio kalkulaatoriga mudel CFX-400. Aasta 1987 tõi telefoninumbreid valivad ning häälele reageerivad käekellad.

Funktsionaalsus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kõik käekellad näitavad kellaaega, eristades vähemalt tunde ja minuteid, enamasti ka sekundeid. Enamik näitab ka kuupäeva, tihti isegi nädalapäeva. Kuid paljud käekellad võimaldavad lisaks põhilistele ajavormidele veel hulgaliselt muud funktsionaalsust. Levinumateks omadusteks on äratusfunktsioon ja kellaaja kuuldav esitus. Sarnaselt kõlavad mõisted kronograaf ja kronomeeter aetakse tihti segamini, kuigi need tähistavad täielikult erinevaid omadusi. Kronograaf on sisuliselt stopperifunktsiooniga kell, kronomeeter tähistab aga kõrgekvaliteedilist ja termokompenseeritud kvartsivõnkumisega ülitäpset kella, mis on testitud ja varustatud COSC (Contrôle Officiel Suisse des Chronomètres) sertifikaadiga ehk selline kell toimib kindlate standarditega määratud täpsusega. Kronograaf ja kronomeeter on seega erinevad, kuid mitte üksteist välistavad seadmed: käekell võib olla kronograaf, kronomeeter, mõlemat või mitte kumbki.

Arendatud on palju erinevaid arvutisarnaseid käekellasid, kuid ükski pole saavutanud pikaajalist edu: keerulistel kelladel on segane kasutajaliides, väike ekraan ja nupud, ning vilets patarei eluiga. Mõned keeruliste käekellade mudelitest on sisaldanud kalkulaatori, tonomeetri, baromeetri, altimeetri, kompassi, kaamera, GPS-vastuvõtja, mobiiltelefoni vms funktsiooni või koguni videomänge.

Kasutusalad[muuda | redigeeri lähteteksti]

Mood[muuda | redigeeri lähteteksti]

Käekell on lisaks praktilisele väärtusele ka hinnatud aksessuaar. Seetõttu ulatub käekella tootevalik odavatest, kuid täpsetest mudelitest, mille ainsaks ülesandeks on näidata õiget kellaaega, ülikallite staatusesümboliteni, mis täidavad eelkõige kalliskivide transpordivahendi rolli.

Kosmos[muuda | redigeeri lähteteksti]

Omega Speedmaster kosmosekell

Gravitatsioonivaba keskkond ja muud ekstreemtingimused, mida astronaudid avakosmoses kogevad, nõuavad käekelladelt erilist vastupidavust ja töökindlust. 12. aprillil 1961 kandis Juri Gagarin oma maailmakuulsal kosmoselennul Šturmanskije (v.k. Штурманские, navigeerija-) kella.[11] NASA valis 1960ndatel Ameerika kosmosekellaks aga Omega Speedmaster Professional mudeli, mis oli testitud ekstreemsete temperatuurimuutuste ja vibratsioonidega oludes.

Sukeldumine[muuda | redigeeri lähteteksti]

Käekella on võimalik muuta vastupidavaks vee survele. Rahvusvaheline standardiorganisatsioon on välja andnud standardi veevastupidavusega käekelladele, millega ühtlasi keelatakse termini "veekindel" kasutamine käekellade tähistuses. Standard ISO 2281 reguleerib igapäevakasutuseks mõeldud käekellade vastupidavust kokkupuutele veega.

Veekindluse tähis Sobivad rakendused
Water Resistant 30 m või 50 m Kannatab käte pesemisel tekkivaid pritsmeid. 50 m kellaga võib ka duši all käia.
Water Resistant 100 m Sobib surfamiseks, ujumiseks, snorgeldamiseks, purjetamiseks ja veespordiks. Ei talu sukeldumist.
Water Resistant 200 m Sobib tõsiseks veespordiks ja talub väiksemaid sukeldumisi.

Sport[muuda | redigeeri lähteteksti]

Üks kiiremini arenevaid käekellatüüpe on "sportkell." See sisaldab enamasti lisaseadmeid nagu kompass, kõrguse- ja rõhuandur ning termomeeter. Kõrgema hinnaklassi sportkellad on ka südamerütmi anduri ehk pulsikella funktsionaalsusega.

Vaata ka[muuda | redigeeri lähteteksti]

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]

  1. 1,0 1,1 "The History of Watches". SteelWatch.co. Originaali arhiivikoopia seisuga 7.07.2011.
  2. Pulsar LED Smithsonian
  3. The New Oxford American Dictionary (2nd Ed., eBook edition), Oxford University Press, 2008
  4. "Temperature". Advice on Your Timepiece. Tag Heuer.
  5. "Magnetism". Advice on Your Timepiece. Tag Heuer.
  6. Harri Domonyi, "Vedrud jälle moes," Tehnikamaailm, august 2008
  7. Kvartsikristalli tüüpiline resonantssagedus on kasutusmugavuse huvides 32768 Hz (215). Lihtsa 15astmelise kahega jagamise ahela abil saadakse sellest üks võnge sekundis, mis ongi kella sekundisignaali allikas.
  8. "History of the Solar Wristwatch". Soluhr.com. Vaadatud 17.01.2007.
  9. The Ten Ten Tenet, Snopes.com
  10. "Why Time Stands Still for Watchmakers", New York Times (2008-11-28). Vaadatud 2008-11-28. 
  11. Russian Space Watches History